纳米压痕获得的材料信息也比较丰富,既可以通过静态力学性能测试获得材料的硬度、弹性模量、断裂韧性、相变(畴变) 等信息,也可以通过动态力学性能测试获得被测样品的存储模量、损耗模量或损耗因子等。另外,动态纳米压痕技术还可以实现对材料微纳米尺度存储模量和损耗模量的模量成像(modulus mapping)。图1 是美国Hysitron 公司生产的TI-900 Triboindenter 纳米压痕仪的实物图。纳米压痕作为一种较通用的微纳米力学测试方法,目前仍然有不少研究者致力于对其方法本身的改进和发展。纳米力学测试可以帮助研究人员了解纳米材料的力学行为,从而指导纳米材料的设计和应用。重庆涂层纳米力学测试仪
对纳米材料和纳米器件的研究和发展来说,表征和检测起着至关重要的作用。由于人们对纳米材料和器件的许多基本特征、结构和相互作用了解得还不很充分,使其在设计和制造中存在许多的盲目性,现有的测量表征技术就存在着许多问题。此外,由于纳米材料和器件的特征长度很小,测量时产生很大扰动,以至产生的信息并不能完全表示其本身特性。这些都是限制纳米测量技术通用化和应用化的瓶颈,因此,纳米尺度下的测量无论是在理论上,还是在技术和设备上都需要深入研究和发展。湖南原位纳米力学测试技术纳米力学测试技术的发展为纳米材料在能源、环保等领域的应用提供了更多可能性。
力—距离曲线测试分为准静态模式和动态模式,实际应用中采用较多的是准静态模式下的力-距离曲线测试。由力—距离曲线测试可以获得样品表面的力学性能及黏附的信息。利用接触力学模型对力—距离曲线进行拟合,可以获得样品表面的弹性模量。力—距离曲线测试与纳米压痕相比,可以施加更小的作用力(nN量级),较好地避免了对生物软材料的损害,极大地降低了基底对薄膜力学性能测试的影响。力—距离曲线测试普遍应用于聚合物材料和生物材料的纳米力学性能测试,很多研究者利用此方法获得了细胞的模量信息。力—距离曲线阵列测试可以获得测试区域内力学性能的分布,但是分辨率较低,且测试时间较长。另外,力—距离曲线一般只对软材料才比较有效。图2 是通过力—距离曲线阵列测试获得的细胞力学性能(模量) 的分布。
应用举例:纳米纤维拉伸测试,纳米力学测试单轴拉伸测试是纳米纤维定量力学分析较常见的方法。用Pt-EBID将纳米纤维两端分别固定在FT-S微力传感探针和样品架上,拉伸直至断裂。从应力-应变曲线计算得到混合纳米纤维的平均屈服/极限拉伸强度为375MPa/706Mpa,金纳米纤维的平均屈服/极限拉伸强度为451MPa/741Mpa。对单根纳米纤维进行各种机械性能的定量测试需要通用性极高的仪器。这类设备必须能进行纳米机器人制样和力学测试。并且由于纳米纤维轴向形变(延长)小,高位移分辨率和优异的位置稳定性(位置漂移小)对于精确一定测量是至关重要的。纳米力学测试可用于研究纳米颗粒在胶体、液态等介质中的相互作用行为。
SFM纳米力学测试。在扫描隧道显微镜(STM)发明以后,基于STM,人们又陆续发展一系列相似的扫描成像显微技术,它们包括原子力显微镜(AFM)、摩擦力显微镜(FFM)、磁力显微镜、静电力显微等,统称为扫描力显微镜(SFM)。由于这些扫描力显微镜成像的工作原理是基于探针与被测样品之间的原子力、摩擦力、磁力或静电力,因此,它们自然地成为测量探针与被测样品之间微观原子力、摩擦力、磁力或静电力的有力工具。采用原子力显微镜对饱和铁转铁蛋白和脱铁转铁蛋白与转铁蛋白抗体之间的相互作用进行研究通过原子力显微镜对分子间力的曲线进行探测,比较饱和铁转铁蛋白和脱铁转铁蛋白与抗体之间的作用力的差异。通过纳米力学测试,我们可以评估纳米材料在极端环境下的稳定性和耐久性。广西汽车纳米力学测试收费标准
纳米力学测试还可以评估材料在高温、低温等极端环境下的性能表现。重庆涂层纳米力学测试仪
纳米力学测试仪,纳米力学测试仪是用于测量纳米尺度下材料力学性质的专属设备。纳米力学测试仪可以进行纳米级别的压痕测试、拉伸测试和扭曲测试等。它通常配备有纳米压痕仪、纳米拉曼光谱仪等附件,可以实现多种力学性质的测试。纳米力学测试仪的使用需要在纳米级别下进行精细调节,并确保测试精度和重复性。它普遍应用于纳米材料的强度研究、纳米薄膜的力学性质测试及纳米器件的力学性能等方面。综上所述,纳米尺度下材料力学性质的测试方法多种多样,每种方法都有其独特的优势和适用范围。重庆涂层纳米力学测试仪
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